Нейтрино

Нейтрино — единственная частица, которая не участвует ни в сильных, ни в электромагнитных взаимодействиях. Исключая гравитационное взаимодействие, в котором участвуют все частицы, нейтрино может принимать участие лишь в слабых взаимодействиях.

Гипотеза о существовании нейтрино была высказана в 1932 г. Непосредственное наблюдение антинейтрино было осуществлено в серии опытов Ф. Рейнеса и К. Коуэна. Наблюдалась реакция v + p → n + , которая является обращением реакции распада нейтрона.
Свидетельством того, что антинейтрино вступило в реакцию с протоном,
служил факт одновременного возникновения нейтрона и позитрона (рис. 13.6). Позитрон практически сразу же аннигилировал с электроном, что приводило к возникновению двух γ-квантов, энергия каждого из которых равна 0,51 МэВ. Нейтрон после замедления захватывался ядром кадмия. Образовавшееся в результате возбужденное ядро высвечивало несколько γ-фотонов с суммарной энергией 9,1 МэВ.

Экспериментально было установлено, что в одних процессах нейтрино (или антинейтрино) возникает вместе с электроном (позитроном), в других процессах—вместе с мюоном. Считалось, что первые (электронные) нейтрино ν_е тождественны со вторыми (мюонными или мю-мезонными) нейтрино ν_е. В 1962 г. было доказано экспериментально, что это не так. Понтекорво предложил облучать вещество образующимися при распаде π⁺→μ⁺+ ν_μ мюонными нейтрино и наблюдать возникающие частицы. Присутствие среди них как , так и указывало бы на тождественность v_e и ν_μ. Присутствие только свидетельствовало бы о различии электронных и мюонных нейтрино.

Опыт был осуществлен Ледерманом, Шварцем и др.. Из камеры ускорителя на 30 ГэВ были выведены π⁺-мезоны с энергией в 15 ГэВ. Процесс π→μ-распада приводил к образованию мюонных нейтрино с энергией ~500 МэВ. Поток ν_μ направлялся в искровую камеру. Было зарегистрировано 34 случая рождения мюонов и ни одного случая рождения электронов. Этот результат служит доказательством того, что существуют четыре различных нейтрино:ν_е , ν_е , ν_μ , ν_μ .